Одним из приоритетов нового проекта стало максимальное сохранение оригинальной конструкции Ан-2, поэтому изменению подверглась только его носовая часть. Была разработана новая моторама с креплением к шпангоуту № 1 на штатные узлы навески моторамы АШ-62ИР и перекомпонован двигательный отсек для установки дополнительного оборудования. Все конструкторские работы велись с применением 3D-моделирования. Была переделана пневмосистема с использованием штатного компрессора АК-50, системы отопления салона и кабины пилотов с использованием отбора горячего воздуха от нового двигателя. В двигательном отсеке решили также разместить автомобильный воздушный дизельный подогреватель Airtronic для обогрева отсека и салона самолета на стоянке. Для автономной зарядки бортовых аккумуляторов в отсеке предусмотрели установку дизель-генератора. Доработке подверглась и штатная топливная система: пришлось установить электрический топливный насос.

Кажущаяся совершенно архаичной тканевая обшивка крыла Ан-2 на практике дает ему огромное преимущество. Ее можно легко удалить и произвести ревизию всего силового набора, что невозможно сделать ни на каком современном самолете такого класса. К тому же сегодня перкаль заменяют синтетической тканью, у которой уже абсолютно другие сроки службы. Самолеты с такой обшивкой эксплуатируются более 12 лет. К тому же тканевая обшивка позволяет Ан-2 иметь такую весовую отдачу, которая не снилась ни одному другому самолету.

Первый двигатель ТРЕ-331 -12 поступил в Новосибирск в конце февраля 2011 г., в марте началось изготовление элементов двигательного отсека. Для облегчения конструкции капоты выклеивали из композитных материалов с использованием специальной оснастки. Из-за того, что отсек стал легче на 400 кг, изменилась центровка самолета, но осталась в допустимых пределах благодаря ряду конструктивных решений. Самолет получил название Ан-2МС (тема ТВС-2МС).

Первые запуски двигателя ТРЕ-331 -12 и его наземная отработка на самолете начались в конце июня 2011 г., пробежки — 1 сентября. 5 сентября в 14 ч 2 мин Ан-2МС отправился в свой первый полет с того же аэродрома, что и опытный СХ-1 в августе 1947 г. К 10 октября было выполнено 11 полетов общей продолжительностью 7 ч 34 мин. Затем последовал перерыв, необходимый для доработки машины.

16 февраля 2012 г. испытания самолета продолжились с новым 5-лопастным винтом HC-B5MP-5CLX/LM 11692МХ американской фирмы Hartzell. Наземные испытания подтвердили тягу около 1500–1600 кгс, что примерно соответствовало тяге винта АВ-2 самолета Ан-2 с двигателем АШ-62ИР. К 14 марта 2012 г. было выполнено 12 полетов общей продолжительностью 13 ч 4 мин, которые показали, что применение нового винта позволило улучшить характеристики самолета.

«Словно с «Москвича» пересел на иномарку», — так описывают свои ощущения летчики-испытатели и пилоты гражданской авиации, выполнявшие полеты на Ан-2МС. При этом они отмечают снижение утомляемости в связи с меньшими уровнями шума и вибраций. Отбор теплого воздуха позволяет поддерживать в пилотской кабине и в пассажирском салоне комфортные условия даже на высоте 4000 м при температуре наружного воздуха -35 °C. Перебалансировка самолета при изменении режимов силовой установки стала намного меньше, чем на исходном Ан-2. Исчезла необходимость постоянно следить за температурой головок цилиндров и регулировать ее. Все это позволило сделать вывод о целесообразности модернизации.

К лету 2012 г. на производственной базе СибНИиА была организована сборка двигателей ТРЕ-331 -12 из агрегатов, частей и комплектующих изделий, поставляемых разработчиком. Это позволило получить опыт сборки и доводки двигателей для организации собственного лицензионного производства, против чего фирма Honeywell не возражала. В сентябре 2012 г. в Геленджике с Honeywell был подписан протокол о намерениях на поставку 200 моторов и возможность лицензионного производства двигателей в России. Есть еще такой резерв, как моторы после капитального ремонта. В зависимости от остатка ресурса определяется их цена, которая может быть на 40–50 % ниже, чем у нового двигателя.

Затем Ан-2МС отправили в Москву, где в ходе испытаний были подтверждены заявленные характеристики. По сравнению с исходным Ан-2 практически все ЛТХ улучшились на 15–20 %, а дальность полета с полной загрузкой выросла в 1,5 раза. Кроме того, самолет стал потреблять на 10 % меньше топлива. Полет на керосине позволяет примерно на 20 тыс. руб. уменьшить стоимость летного часа, т. к. это топливо в 5 раз дешевле бензина. Более обтекаемая носовая часть снизила лобовое сопротивление. Существенно улучшилась скороподъемность: за 10–12 мин Ан-2МС может набрать высоту 3000–3200 м. На этой высоте истинная скорость самолета получается около 250 км/ч, а расход топлива снижается до 160 л/ч. Отмечено также снижение шума и вибраций, улучшение температурных условий в салоне и кабине экипажа за счет использования системы отбора воздуха от силовой установки. Подготовка Ан-2МС к полету при температурах до -15*С не требует прогрева самолета. Не нужна постоянная дозаправка маслом. ТРЕ-331-12 запускается без проблем до -38*С, что крайне важно для северных районов. Наличие противообледенительных систем винта и двигателя тоже существенно для условий Севера. Система отопления позволяет при температуре -30 °C поддерживать в салоне +25–28 °C.

Ан-2МС на выставке Гидроавиасалон-2012 в Геленджике

Еще один плюс с точки зрения безопасности полетов — снижение минимальных скоростей полета из-за уменьшения лобового сопротивления самолета с новым двигателем и изменения картины обтекания потоком от воздушного винта. При гладком крыле и взлетной массе 4100–4200 кг самолет выполняет управляемый полет на скорости 60–70 км/ч, а с выпущенными на 20’ закрылками — на 35 км/ч. Улучшились и взлетно-посадочные характеристики. При взлетной массе 4700 кг самолету хватает 50 м, чтобы оторваться от земли и перейти в набор высоты. А пробег на грунте при использовании реверса винта составляет 35 м.

К апрелю 2013 г. в СибНИиА было отлажено серийное производство нового двигательного отсека, процесс модернизации находился на стадии постановки на поток. На сборке было 3 самолета, предназначенные для проведения совместных испытаний с ГП «Антонов». Также по два самолета находились на ремзаводах в г. Шахты (Ростовская область), Москве и Минеральных Водах, где проводился капитальный ремонт планера. После его завершения эти самолеты планируется укомплектовать в СибНИиА новыми моторамами, капотами и двигателями с винтами. В июле 2013 г. предполагается выпустить 12 модернизированных самолетов. Уже проавансирована поставка 40 двигателей в 2013 г. В планах — поставка еще десяти новых двигателей. Всего в 2013 г. СибНИиА планирует выпустить 62–63 самолета Ан-2МС.

По словам Владимира Барсука, к апрелю 2013 г. «достигнуты фактически все договоренности с ОКБ Антонова», идет передача расчетно-конструкторской документации *. «По результатам этой совместной работы и летных испытаний, которые мы с антоновцами тоже договорились проводить на нашей базе совместными испытательными бригадами, уже будет выпущен бюллетень улучшений. То есть формально мы должны получить разрешение на коммерческое использование этих самолетов. Мы надеемся, что это произойдет уже в июле-августе этого года», — сказал директор СибНИиА.

Ан-2 имеет аттестат о годности к эксплуатации, а сертифицировать его по сегодняшним авиационным нормам невозможно. Поэтому предусмотрено получение только дополнения к аттестату о годности к эксплуатации. Модернизированный Ан-2 должен получить утвержденный бюллетень улучшений, который пойдет на ремзаводы. Предполагается, что СибНИиА будет изготавливать агрегаты двигательного отсека в виде ремкомплектов, а ремонтные заводы смогут устанавливать их на самолеты в процессе капитального ремонта и проводить сдаточные испытания.